ITBO20120691A1 - Sistema per il controllo della posizione e/o delle dimensioni di uno spigolo di un pezzo meccanico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

“SISTEMA PER IL CONTROLLO DELLA POSIZIONE E/O DELLE DIMENSIONI DI UNO SPIGOLO DI UN PEZZO MECCANICOâ€

SETTORE DELLA TECNICA

La presente invenzione à ̈ relativa ad un sistema per effettuare controlli dimensionali e/o di posizione di uno spigolo di un pezzo meccanico, rispetto ad una posizione di riferimento.

In particolare, la presente invenzione trova vantaggiosa, ma non esclusiva, applicazione nel controllo del diametro degli spigoli circolari di un oggetto generati dall’intersezione di due superfici a simmetria di rotazione. L’oggetto può ad esempio essere, in un motore a combustione interna, un componente di un sistema ad iniezione con una sede per una valvola comprendente lo spigolo da controllare, o una sede valvola presente nella testata, oppure una valvola destinata ad alloggiare in tale sede. La descrizione che segue farà esplicito riferimento al controllo di uno spigolo interno di una sede valvola, senza per questo perdere in generalità.

ARTE ANTERIORE

Nella sua forma più diffusa, un alloggiamento per valvola comprende una superficie svasata di tenuta in comunicazione con un’apertura cilindrica di guida. La superficie svasata di tenuta, destinata a cooperare con la testa della valvola, comprende tipicamente due o più superfici coniche adiacenti, ciascuna delle quali à ̈ inclinata di un certo angolo rispetto all’asse centrale dell’alloggiamento stesso. Il contatto fra la testa della valvola, che a sua volta definisce una superficie conica, e lo spigolo circolare generato da due superfici coniche adiacenti realizza la tenuta.

E’ opportuno effettuare controlli dimensionali particolarmente accurati delle parti più direttamente coinvolte nel funzionamento del sistema, in particolare delle superfici operative, e fra esse dello spigolo circolare. Infatti, eventuali alterazioni rispetto alle dimensioni nominali sono causa di un appoggio insufficiente della valvola nell’alloggiamento preposto, con conseguenti perdita di tenuta, fughe, riduzione del rendimento del motore e aumento dei livelli di scarico.

Le tecniche ad oggi note per il controllo delle superfici operative che possono comprendere lo spigolo circolare sfruttano tecnologie diverse e sono principalmente di due tipi. Un primo controllo noto à ̈ di tipo a contatto, come quello mostrato nella domanda di brevetto USA pubblicata con il numero US2010119104A1, per il quale si utilizza ad esempio una sonda tattile che esegue una scansione dell’oggetto in un numero di punti sufficiente alla ricostruzione di un’immagine digitale sulla quale effettuare le verifiche dell’oggetto stesso. Questo tipo di controllo, tuttavia, implica in genere la gestione di un numero elevato di dati che, nella maggior parte dei casi, necessita di strumenti costosi e/o lunghi tempi di elaborazione. Inoltre, non à ̈ impiegabile per il controllo di alloggiamenti per valvole aventi dimensioni ridotte. Un secondo controllo noto à ̈ di tipo senza contatto, quale quello mostrato nel brevetto USA numero US7643151B2, che utilizza ad esempio dispositivi di misura ottica che sfruttano la tecnica dell’interferometria per ricostruire in forma digitale l’immagine dell’oggetto sulla quale effettuare le verifiche. Questa seconda tecnica nota à ̈, però, tra le altre cose, estremamente sensibile alle vibrazioni e allo sporco, e generalmente non à ̈ applicabile nei controlli in ambiente d’officina.

Inoltre, in entrambe le tecniche note viene eseguita una scansione puntuale del profilo delle superfici operative dell’oggetto. I dati discreti così ottenuti possono ad esempio essere interpolati per ricostruire l’immagine dell’oggetto. Salvo il caso fortuito e poco probabile in cui uno dei punti di scansione campioni il profilo delle superfici operative esattamente in corrispondenza dello spigolo di giunzione, a quest’ultimo sarà associata una posizione dipendente dalla scansione puntuale e dalla formula di interpolazione, posizione generalmente diversa da quella reale e che non tiene conto di non idealità quali ad esempio imperfezioni nella lavorazione, consumo o deposito di materiale.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Scopo della presente invenzione à ̈ di fornire un sistema per determinare quantitativamente e in modo preciso la posizione radiale dello spigolo di un oggetto rispetto ad una posizione di riferimento, essendo tale sistema esente dagli inconvenienti sopra descritti e, allo stesso tempo, di facile ed economica realizzazione.

In accordo con la presente invenzione, questo ed altri scopi sono raggiunti da un sistema di controllo secondo le rivendicazioni, che formano parte integrante della presente descrizione.

Un sistema secondo la presente invenzione comprende: una struttura di supporto e riferimento, elementi di controllo connessi alla struttura di supporto e riferimento e atti a cooperare con un pezzo meccanico lungo una direzione longitudinale, un sistema di trasduzione connesso agli elementi di controllo, e un’unità di elaborazione connessa al sistema di trasduzione. Gli elementi di controllo comprendono due elementi di riscontro che definiscono rispettive superfici di riscontro rastremate per cooperare con lo spigolo, e le superfici di riscontro hanno angoli di inclinazione rispetto alla direzione longitudinale diversi uno dall’altro; il sistema di trasduzione comprende almeno un elemento trasduttore, che fornisce segnali elettrici indicativi della cooperazione tra gli elementi di riscontro e lo spigolo del pezzo meccanico; l’unità di elaborazione riceve i segnali elettrici e li elabora al fine di determinare la posizione radiale dello spigolo rispetto ad una posizione di riferimento.

Preferibilmente, le superfici di riscontro hanno forma conica o forma piramidale a base poligonale.

Un sistema secondo la presente invenzione, ad esempio per il controllo di dimensioni diametrali di uno spigolo circolare, può prevedere che i due elementi di riscontro siano tastatori atti a toccare lo spigolo da controllare, connessi alla struttura di supporto mediante almeno un alberino, essendo a quest’ultimo connesso l’elemento trasduttore che fornisce segnali elettrici indicativi della posizione longitudinale dell’alberino stesso e quindi dell’elemento di riscontro che esso reca.

Vantaggiosamente, l’alberino à ̈ dotato di caratteristiche strutturali per il centraggio automatico di ciascuno dei due elementi di riscontro con il pezzo meccanico, in particolare con lo spigolo circolare, lungo una direzione longitudinale.

Gli elementi di riscontro di un sistema secondo la presente invenzione possono avere caratteristiche strutturali tali per cui essi possono cooperare simultaneamente o in modo sostanzialmente simultaneo con lo spigolo da controllare.

Alternativamente, un sistema secondo la presente invenzione può essere del tipo a fluido e comprendere una sorgente di fluido (ad esempio gas) in pressione, e un meccanismo di posizionamento degli elementi di riscontro, che di detti elementi di riscontro definisce posizioni predeterminate lungo la direzione longitudinale. In questo caso i segnali elettrici forniti dall’elemento trasduttore (ad esempio un convertitore pneumoelettrico) sono indicativi di variazioni di caratteristiche (ad esempio la portata o la pressione) di detto fluido in pressione al passaggio in una zona di cooperazione delimitata dalla superficie di riscontro di ciascun elemento di riscontro e dallo spigolo da controllare.

Preferibilmente, la struttura di supporto e riferimento include due stazioni di controllo, ciascuna delle quali comprende un elemento trasduttore e uno dei due elementi di riscontro.

In alternativa, la struttura di supporto e riferimento può includere una macchina di misure a coordinate, che monta alternativamente su un braccio mobile gli elementi di riscontro ed effettua controlli sequenziali sul pezzo meccanico.

Scopi e vantaggi della presente invenzione risulteranno chiari dalla descrizione particolareggiata che segue, relativa ad una forma di attuazione preferita dell’invenzione, riportata solo a titolo di esempio e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano un esempio di attuazione esemplificativo e non limitativo, dei quali:

- la figura 1 Ã ̈ una rappresentazione schematica di un sistema di controllo secondo una possibile realizzazione della presente invenzione, con un pezzo meccanico da controllare parzialmente sezionato;

- la figura 2 à ̈ un’illustrazione schematica che mostra il principio di funzionamento del sistema di controllo di figura 1 secondo la presente invenzione;

- le figure 3a e 3b mostrano schematicamente due diverse condizioni di un metodo per il controllo della posizione radiale dello spigolo di un oggetto rispetto ad una posizione di riferimento; e

- la figura 4 illustra schematicamente due diverse condizioni di detto metodo di controllo.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE

La figura 1 mostra i componenti principali di un sistema per il controllo della posizione radiale dello spigolo di un pezzo meccanico 1, in particolare per il controllo di dimensioni diametrali di un sistema ad iniezione per motore a combustione interna, con un alloggiamento 2 per valvola che definisce un asse longitudinale. Il sistema include, ad esempio, un telaio 10 di supporto che comprende due stazioni A e B di controllo sostanzialmente identiche, a ciascuna delle quali appartengono un elemento trasduttore, ad esempio un trasduttore induttivo, schematizzato in figura 1 e indicato con il riferimento 11, e un alberino 12 connesso al trasduttore induttivo 11 e assialmente mobile rispetto al telaio 10 di supporto. Gli elementi trasduttori delle due stazioni A e B sono parte di uno stesso sistema di trasduzione. Ad una estremità libera dell’alberino 12 à ̈ connesso un elemento di riscontro, in particolare un tastatore 6 (7), sostanzialmente a simmetria di rotazione, che comprende una superficie di riscontro rastremata, in particolare una superficie di riscontro 8 (9) di forma conica. I tastatori 6 e 7 delle due stazioni A e B di controllo si differenziano l’uno dall’altro per una diversa inclinazione delle rispettive superfici di riscontro 8 e 9. Un’unità 13 di elaborazione, comprendente dispositivi di visualizzazione, à ̈ connessa ai trasduttori induttivi 11 e da questi riceve segnali M indicativi della posizione assiale dei rispettivi alberini 12.

Per meglio illustrare il funzionamento del sistema secondo l’invenzione, la figura 2 mostra schematicamente sovrapposti i tastatori 6 e 7 nel caso di un controllo dello stesso pezzo meccanico 1 nella rispettiva stazione di controllo A e B (come anche le figure 3a, 3b e 4 cui si farà riferimento più avanti). L’alberino 12 definisce un asse Z che, durante il controllo del pezzo meccanico 1, si trova ad essere sostanzialmente sovrapposto all’asse longitudinale dell’alloggiamento 2 grazie ad opportuni sistemi di riferimento per il pezzo meccanico 1 presenti nelle stazioni di controllo e non mostrati in figura. Tipicamente, l’alberino 12 à ̈ opportunamente dimensionato e ha caratteristiche strutturali di ridotta flessibilità che consentono limitati spostamenti trasversali del relativo tastatore 6 o 7, tali da assicurare il centraggio di detti tastatori rispetto al pezzo meccanico 1, permettendo la sovrapposizione dell’asse Z dell’alberino 12 con l’asse longitudinale dell’alloggiamento 2.

Rispetto all’asse Z, la superficie di riscontro 8 del tastatore 6 à ̈ inclinata di un angolo α, mentre la superficie di riscontro 9 del tastatore 7 à ̈ inclinata di un angolo β.

L’alloggiamento 2 comprende due superfici di forma sostanzialmente conica, in particolare una superficie centrale 3 e una superficie interna 4. Generalmente, rispetto all’asse longitudinale definito dall’alloggiamento 2, la superficie centrale 3 à ̈ inclinata di un angolo ampio, ad esempio maggiore di 45°, mentre la superficie interna 4 à ̈ inclinata di un angolo più stretto, ad esempio minore di 45°. L’intersezione tra la superficie centrale 3 e la superficie interna 4 forma uno spigolo circolare 5, del quale si vogliono controllare le dimensioni diametrali. L’angolo α della superficie di riscontro 8 che contraddistingue il tastatore 6 à ̈ di poco inferiore rispetto all’angolo di inclinazione della superficie centrale 3 dell’alloggiamento 2, mentre l’angolo β della superficie di riscontro 9 che contraddistingue il tastatore 7 ha un valore inferiore ad entrambi ma di poco maggiore rispetto all’angolo di inclinazione della superficie interna 4.

Nella propria stazione di controllo, ciascuno dei tastatori 6 e 7 può compiere movimenti di avanzamento/arretramento lungo l’asse Z per effettuare spostamenti longitudinali S, à ̈ spinto a contatto con lo spigolo 5 e assume posizioni dipendenti dalla quota assiale e dalle dimensioni diametrali dello spigolo 5 stesso. In ciascuna delle stazioni di controllo A e B dove il pezzo à ̈ controllato in sequenza, l’alberino 12 trasmette al trasduttore induttivo 11 gli spostamenti longitudinali S del rispettivo tastatore 6 e 7. Il trasduttore induttivo 11 invia segnali elettrici M all’unità 13 di elaborazione, tali segnali elettrici M essendo indicativi della posizione assiale dell’alberino 12 e quindi del tastatore 6 o 7. L’unità 13 elabora i segnali M provenienti da entrambe le stazioni di controllo A e B allo scopo di rilevare la differenza tra le dimensioni diametrali dello spigolo circolare 5 e le dimensioni diametrali nominali, e visualizzarle in un opportuno display.

Un metodo di controllo della posizione radiale dello spigolo di un oggetto à ̈ descritto nel seguito con riferimento alle figure 3a e 3b. Ad esempio, il controllo della posizione radiale di uno spigolo circolare T di un alloggiamento 2T appartenente ad un oggetto 1T può essere funzionale al controllo della dimensione diametrale D di detto spigolo circolare T, essendo assicurato il centraggio dei tastatori 6 e 7 rispetto al pezzo meccanico da controllare, ovvero la sostanziale sovrapposizione dell’asse Z all’asse longitudinale dell’alloggiamento 2T.

Il metodo può comprendere una condizione di calibrazione preliminare e almeno una successiva condizione di controllo. Durante la condizione di calibrazione, ciascuno dei tastatori 6 e 7 nella rispettiva stazione di controllo A e B, non mostrate in figura, viene portato in una posizione di calibrazione definita dal contatto fra la rispettiva superficie di riscontro 8 e 9 ed uno spigolo circolare di riferimento R di un alloggiamento 2R di un master di calibrazione 1R, tale spigolo circolare di riferimento R avendo dimensione diametrale di riferimento Dr nota. In tale condizione di calibrazione, il trasduttore induttivo 11 trasmette segnali di riferimento M6r (e M7r) indicativi di una posizione longitudinale di riferimento S6r (e S7r) del relativo tastatore 6 (e 7) all’unità 13, che li memorizza e li associa a detta dimensione diametrale di riferimento Dr. Durante la condizione di controllo, ciascuno dei tastatori 6 e 7 nella rispettiva stazione di controllo A e B viene portato in una posizione di controllo definita dal contatto della rispettiva superficie di riscontro 8 e 9 con lo spigolo circolare T da controllare. Il trasduttore induttivo 11 trasmette all’unità 13 segnali M6 (e M7) indicativi della posizione longitudinale S6 (e S7) del relativo tastatore 6 (e 7). L’unità 13, elaborando i segnali M6 e M7 con i segnali di riferimento M6r e M7r, confronta le posizioni longitudinali S6 e S7 con le posizioni longitudinali di riferimento S6r e S7r. Da questo confronto, e dalle caratteristiche geometriche note dei due tastatori 6 e 7 impiegati, in particolare gli angoli α e β delle rispettive superfici di riscontro 8 e 9, l’unità 13 risale alla differenza fra la dimensione diametrale di riferimento Dr e la dimensione diametrale D da controllare. Conoscendo la dimensione diametrale di riferimento Dr e tale differenza, la dimensione diametrale D può essere determinata in modo semplice e preciso.

Per meglio illustrare il metodo di controllo della posizione radiale dello spigolo di un oggetto mediante un sistema secondo la presente invenzione, si richiama lo schema di figura 4, nella quale la distanza tra lo spigolo circolare di riferimento R e lo spigolo circolare T da controllare à ̈ volutamente ed esageratamente sovradimensionata ai fini di una maggiore chiarezza. Detta distanza può essere scomposta in una componente longitudinale DZ e una componente radiale DX.

Durante la condizione di calibrazione, ad esempio, il tastatore 6 (e 7), avanzando lungo l’asse Z all’interno della propria stazione di controllo A (e B) non mostrata in figura, viene portato a contatto con lo spigolo circolare di riferimento R, in una posizione longitudinale di riferimento S6r (e S7r) che l’unità 13 di elaborazione associa alla dimensione diametrale di riferimento Dr. Sempre ai fini di una maggiore chiarezza, nella parte alta dello schema di figura 4 i tastatori 6 e 7 mostrano superfici superiori piane allineate quando le rispettive superfici di riscontro 8 e 9 cooperano con lo spigolo circolare di riferimento R. Nella condizione di controllo, il tastatore 6 (e 7), avanzando lungo l’asse Z, viene portato a contatto con lo spigolo circolare T da controllare, in una posizione longitudinale S6 (e S7).

DS6 e DS7 sono le differenze delle posizioni longitudinali S6 e S7 degli elementi di riscontro 6 e 7 nella suddetta condizione di controllo rispetto alle posizioni longitudinali di riferimento S6r e S7r, rispettivamente DS6=S6–S6r e DS7=S7–S7r, e sono dovute sia alla componente longitudinale DZ che alla componente radiale DX della distanza tra gli spigoli circolari R e T. Mentre il contributo della componente longitudinale DZ à ̈ uguale per entrambi i tastatori 6 e 7, quello della componente radiale DX à ̈ diverso, ed à ̈ legato all’angolo di inclinazione α e β delle superfici di riscontro 8 e 9.

In particolare, le posizioni longitudinali dei tastatori 6 e 7 hanno subito variazioni, ad esempio, pari a

DS6 = DZ DX/tangα, e

DS7 = DZ DX/tangβ

rispettivamente.

Ricavando da entrambe le formule l’espressione della componente longitudinale DZ e uguagliando i secondi membri delle espressioni ricavate, si può ottenere in modo semplice e preciso l’espressione della componente radiale DX, ad esempio

DX = tangα tangβ · [DS7 – DS6].

(tangα – tangβ)

Dalla componente radiale DX così calcolata, ovvero lo scostamento radiale dello spigolo circolare T da controllare rispetto allo spigolo di riferimento R, e dalla dimensione diametrale di riferimento Dr, può essere determinata la dimensione diametrale D, applicando ad esempio la formula D = Dr 2· DX.

Un sistema di controllo secondo la presente invenzione può anche essere utilizzato, ad esempio, per controllare la posizione radiale di uno spigolo formato dall’intersezione tra due superfici che verifichino almeno una delle seguenti condizioni: la superficie centrale 3 sia piatta e perpendicolare all’asse longitudinale dell’alloggiamento 2, oppure la superficie interna 4 sia cilindrica e parallela rispetto allo stesso asse.

Un sistema di controllo secondo la presente invenzione può presentare diverse varianti costruttive rispetto a quanto schematicamente descritto.

Ad esempio, il telaio 10 di supporto può includere un gruppo di bloccaggio del pezzo meccanico 1. Tale gruppo di bloccaggio può avere caratteristiche strutturali che consentono al pezzo stesso limitati spostamenti trasversali, per assicurare la sovrapposizione dell’asse Z dell’alberino 12 con l’asse longitudinale dell’alloggiamento 2 di detto pezzo meccanico 1 e il centraggio della misura, in sostituzione delle o in aggiunta alle citate caratteristiche di ridotta flessibilità dell’alberino 12.

In un sistema secondo la presente invenzione, i tastatori 6 e 7 possono presentare superfici di riscontro 8 e 9 rastremate di forma diversa da quella conica, ad esempio piramidale a base poligonale. In questo caso, un metodo di controllo quale quello fin qui illustrato assume che il contatto fra i tastatori 6 e 7 e lo spigolo circolare 5 (e R e T) avvenga in corrispondenza degli spigoli convergenti della superficie piramidale, ma non presenta differenze rispetto a quanto in precedenza descritto.

Secondo una possibile realizzazione alternativa rispetto a quella illustrata e fin qui descritta, in un sistema secondo la presente invenzione, i tastatori 6 e 7 possono avere caratteristiche strutturali tali per cui essi possono cooperare simultaneamente o in modo sostanzialmente simultaneo con lo spigolo da controllare. Ad esempio, uno dei tastatori 6 (o 7) può essere dotato di una cavità interna, per alloggiare l’altro tastatore 7 (o 6), e di aperture passanti sulla superficie di riscontro 8 (o 9) per consentire a porzioni della superficie di riscontro 9 (o 8) dell’altro tastatore 7 (o 6), opportunamente sagomata, di sporgere e trovarsi radialmente allineate con porzioni della superficie di riscontro 8 (o 9) del primo tastatore 6 (o 7). In questo caso, un metodo di controllo si differenzia rispetto a quanto in precedenza descritto in quanto la cooperazione fra il tastatore 6 e lo spigolo 5 (e R e T) e la cooperazione fra il tastatore 7 e lo stesso spigolo 5 (e R e T) possono avvenire in modo essenzialmente simultaneo. Questa soluzione alternativa consente di ridurre i tempi del controllo.

Altri possibili sistemi di controllo secondo la presente invenzione hanno tastatori di forma diversa, ad esempio con superfici di riscontro interne per il controllo di diametri esterni, e possono essere impiegati per il controllo dello spigolo di una valvola destinata ad alloggiare in una relativa sede con il compito di chiudere i condotti di aspirazione e di scarico che fanno capo alla camera di combustione nella testata di un motore a combustione interna. Altri possibili sistemi di controllo secondo la presente invenzione possono presentare differenti varianti costruttive per ulteriori tipi di controlli dimensionali o di posizione di spigoli, chiusi o aperti, con profili diversi da quello illustrato nelle figure.

In una diversa realizzazione dell’invenzione, un sistema di controllo a fluido, ad esempio pneumatico, consente di effettuare controlli senza contatto diretto con il pezzo meccanico 1, e i tastatori 6 e 7 possono essere sostituiti ad esempio da due elementi di riscontro che non toccano lo spigolo 5 da controllare ma sono destinati ad assumere, grazie ad un opportuno meccanismo di posizionamento, posizioni predeterminate lungo la direzione longitudinale, nelle quali le rispettive superfici di riscontro rastremate si trovato affacciate a tale spigolo 5 e con esso delimitano una zona di cooperazione. Gli elementi di riscontro conservano le caratteristiche strutturali dei tastatori 6 e 7, in particolare si distinguono per i diversi angoli α e β di inclinazione rispetto all’asse Z della superficie di riscontro rastremata che comprendono. A detto sistema di controllo a fluido appartiene una sorgente di fluido in pressione, ad esempio una sorgente di gas, e l’elemento trasduttore à ̈ ad esempio un convertitore pneumoelettrico che, sia per l’uno che per l’altro elemento di riscontro, rileva variazioni di caratteristiche del fluido, ad esempio variazioni di pressione o di portata, in detta zona di cooperazione, trasforma tali variazioni in segnali elettrici M e li invia all’unità 13 di elaborazione.

Un metodo di controllo secondo tale diversa realizzazione può comprendere, analogamente a quanto descritto in precedenza, una condizione di calibrazione preliminare e una successiva condizione di controllo. In ciascuna condizione, gli elementi di riscontro vengono portati in sequenza in una posizione di calibrazione, ovvero in una posizione di controllo, che in entrambi i casi à ̈ definita dalla suddetta posizione predeterminata lungo la direzione longitudinale, fissata ad esempio dal contatto con un piano o elemento di battuta che realizza il cosiddetto meccanismo di posizionamento. In tale posizione predeterminata, nella condizione di calibrazione gli elementi di riscontro si trovano ad una distanza dallo spigolo circolare di riferimento R nota e non nulla, nella condizione di controllo gli elementi di riscontro si trovano ad una distanza dallo spigolo circolare T da controllare non nota. In ciascuna condizione e per ciascun elemento di riscontro, il convertitore pneumoelettrico esegue, in modo di per sé noto, il controllo in base alle caratteristiche del fluido che attraversa la zona di cooperazione fra superficie di riscontro e spigolo, e trasmette i risultati all’unità 13. L’unità 13 elabora tali segnali elettrici e le informazioni note a priori, in particolare detti angoli α e β, per risalire alla differenza fra la dimensione diametrale di riferimento Dr e la dimensione diametrale D da controllare.

In alternativa alle due stazioni di controllo A e B, il sistema può includere una macchina di misura a coordinate (Coordinate Measuring Machine, CMM) per effettuare controlli sequenziali su un pezzo del quale si conosce in ogni momento la posizione esatta. Tale CMM può comprendere in modo di per sé noto un magazzino nel quale sono collocati i tastatori 6 e 7, un apposito meccanismo di cambio automatico e un organo per il fissaggio degli stessi. In questa realizzazione, i tastatori 6 e 7 sono montati alternativamente sul braccio mobile della CMM per cooperare prima con il master di calibrazione 1R, poi con il pezzo meccanico 1T da controllare. Il metodo di controllo à ̈ lo stesso descritto in precedenza.

In un metodo attuato mediante un sistema di controllo secondo la presente invenzione, le posizioni longitudinali di riferimento S6r e S7r possono essere ottenute come fin qui descritto ad ogni operazione di controllo, o essere il risultato di operazioni di calibrazione effettuate solo una volta all’inizio del controllo di una serie di pezzi meccanici e/o periodicamente dopo un certo numero di pezzi meccanici controllati, oppure possono essere un dato noto a priori.

Sono chiari i vantaggi derivanti dall’applicazione della presente invenzione.

Innanzitutto un sistema secondo l’invenzione consente di effettuare un controllo diretto della posizione o delle dimensioni di uno spigolo, evitando controlli indiretti delle superfici adiacenti e conseguenti interpolazioni.

Anche per questo, il numero di dati da gestire per il controllo à ̈ sensibilmente inferiore rispetto a quello richiesto dalla tecnica ad oggi nota.

Conseguentemente e grazie all’applicazione di una formula analitica che à ̈ funzione dalle caratteristiche geometriche note degli elementi di riscontro impiegati, i tempi di elaborazione sono notevolmente ristretti.

Gli elementi di riscontro possono essere scelti per effettuare controlli dimensionali anche su pezzi di dimensioni ridotte.

Il sistema oggetto della presente invenzione ha componenti semplici, robusti e compatti, e risulta poco sensibile ai disturbi (vibrazioni, sporco) presenti in ambiente d’officina.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema per effettuare controlli dimensionali e/o di posizione di uno spigolo (5) di un pezzo meccanico (1), comprendente: - una struttura (10) di supporto e riferimento, - elementi di controllo connessi a detta struttura (10) di supporto e riferimento, atti a cooperare con detto pezzo meccanico (1) lungo una direzione longitudinale, - un sistema di trasduzione connesso a detti elementi di controllo, e - un’unità (13) di elaborazione connessa a detto sistema di trasduzione, caratterizzato dal fatto che: - detti elementi di controllo comprendono due elementi di riscontro (6, 7) che definiscono rispettive superfici di riscontro (8, 9) rastremate, atte a cooperare con detto spigolo (5), le superfici di riscontro (8, 9) avendo angoli di inclinazione (α, β) rispetto a detta direzione longitudinale diversi l’uno dall’altro, - detto sistema di trasduzione comprende almeno un elemento trasduttore (11), che fornisce segnali elettrici (M) indicativi della cooperazione tra detti elementi di riscontro (6, 7) e detto spigolo (5), - detta unità (13) di elaborazione essendo atta a ricevere detti segnali elettrici (M) ed elaborarli al fine di determinare una posizione radiale di detto spigolo (5) rispetto ad una posizione di riferimento.
2. 2. Sistema secondo la rivendicazione 1, nel quale detti due elementi di riscontro (6, 7) hanno simmetria di rotazione, e dette superfici di riscontro (8, 9) hanno forma conica.
3. 3. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, nel quale detti due elementi di riscontro (6, 7) sono tastatori atti a toccare detto spigolo (5) da controllare, detto almeno un elemento trasduttore (11) essendo atto a fornire segnali elettrici (M) indicativi della posizione longitudinale degli elementi di riscontro (6, 7).
4. 4. Sistema secondo la rivendicazione 3, nel quale detti tastatori sono connessi a detta struttura (10) di supporto e riferimento mediante almeno un alberino (12), e detto almeno un elemento trasduttore (11) à ̈ connesso a detto almeno un alberino (12) ed à ̈ atto a fornire segnali elettrici indicativi della posizione longitudinale di detto almeno un alberino (12).
5. 5. Sistema secondo la rivendicazione 4, per il controllo di dimensioni diametrali di uno spigolo circolare (5), nel quale detto alberino (12) ha caratteristiche strutturali atte a consentire il centraggio di detti due elementi di riscontro (6, 7) con detto pezzo meccanico (1) lungo detta direzione longitudinale.
6. 6. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 3 a 5, nel quale detti due elementi di riscontro (6, 7) hanno caratteristiche strutturali atte a consentire la cooperazione di detti due elementi di riscontro (6, 7) con detto pezzo meccanico (1) in modo sostanzialmente simultaneo.
7. 7. Sistema secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, comprendente una sorgente di fluido in pressione, nel quale detti elementi di controllo includono un meccanismo di posizionamento degli elementi di riscontro (6, 7), atto a definire posizioni predeterminate di detti elementi di riscontro (6, 7) lungo detta direzione longitudinale, i segnali elettrici (M) forniti da detto almeno un elemento trasduttore (11) essendo indicativi di variazioni di caratteristiche di detto fluido in pressione al passaggio in una zona di cooperazione delimitata dalla superficie di riscontro (8, 9) di ciascun elemento di riscontro (6, 7) e dallo spigolo (5) da controllare.
8. 8. Sistema secondo la rivendicazione 7, nel quale detto fluido in pressione à ̈ un gas e l’elemento trasduttore (11) à ̈ un convertitore pneumoelettrico.
9. 9. Sistema secondo una delle rivendicazioni precedenti, nel quale detta struttura (10) di supporto e riferimento include due stazioni di controllo (A, B), ciascuna di dette due stazioni di controllo (A, B) comprendendo un elemento trasduttore (11) e uno di detti elementi di riscontro (6, 7).
10. 10. Sistema secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, nel quale detta struttura (10) di supporto e riferimento include una macchina di misura a coordinate con un braccio mobile, detti elementi di riscontro (6, 7) essendo atti ad essere connessi alternativamente al braccio mobile per effettuare controlli sequenziali su detto pezzo meccanico (1).